Die Linienspektren bei der Lichtemission im optischen Bereich konnten wir als Folge der Übergänge zwischen den diskreten Energienieveaus in der Atomhülle verstehen. Es liegt die Vermutung nahe, dass die Linien im Röntgenspektrum auf ähnliche Weise zustande kommen. Allerdings muss geklärt werden, wie es zum großen Unterschied in der Energie der emittierten Photonen kommt (sichtbare Emissionslinien: eV-Bereich; Röntgen-Emissionslinien: keV-Bereich). Die charakteristische Röntgenstrahlung tritt nur beim Beschuss von Atomen mit höherer Ordnungszahl auf. Diese Atome haben in ihrer Hülle zahlreiche Elektronen (z.B. Kupfer 29 Elektronen; Molybdän 42 Elektronen), welche durch die jeweils entsprechende Zahl von Protonen des Kerns gebunden werden.